(57)【要約】【課題】優れた視認性を確保しつつ、固定された情報（静的情報）のみならず、変化する情報（動的情報）も表示可能であり、かつ、製造コストの低減も図ることができる、電気泳動ディスプレイを提供する。【解決手段】本発明に係る電気泳動ディスプレイは、中空構造をなすセル１２を複数、二次元的に配し、該セル内に誘電性溶媒１３または溶媒混合物中に分散した帯電色素粒子１４を充填してなる電気泳動ディスプレイ１０であって、前記セルを全て挟み込むように覆い、各セルに対して一斉に電圧を印可する第一電極１６と第二電極１７とを備え、該電極の一方または両方を透明な部材とし、該部材に重なるようにパターン化された情報制御体１８を配置したことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空構造をなすセルを複数、二次元的に配し、該セル内に誘電性溶媒または溶媒混合物中に分散した帯電色素粒子を充填してなる電気泳動ディスプレイであって、
前記セルを全て挟み込むように覆い、各セルに対して一斉に電圧を印可する第一電極と第二電極とを備え、該電極の一方または両方を透明な部材とし、該部材に重なるようにパターン化された情報制御体を配置したことを特徴とする電気泳動ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動ディスプレイに係り、より詳細には、視認性に優れた情報の表示を可能とした電気泳動ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動ディスプレイとは、溶媒中に懸濁している電気を帯びた色素粒子の電気泳動現象を利用した非発光デバイスである。このディスプレイは、通常、相互に対向して配置され、スペーサを用いて離間された電極を有する２枚のプレートをもち、電極の一方は通常透明である。着色された溶媒および電荷を帯びた色素粒子から構成される懸濁物は、２枚のプレートの間に閉じ込められており、２つの電極間に電位差が付与されると、色素粒子は一方側に移動し、電圧差の極性に応じて色素の色または溶媒の色のいずれかを視認することができる。
【０００３】
この原理に基づき、長年に亘って各研究機関において鋭意開発が進められてきた。その事例としては、特に、粒子の望ましくない運動、例えば沈降を防止するために、２つの電極間に仕切りを設けて空間を小さなセルに分割する方法や、懸濁物をマイクロカプセルに封入する方法などが挙げられる。後者の一例としては、誘電性媒体と視覚的に対照をなす電荷を帯びた色素粒子の懸濁物と誘電性流体との電気泳動組成物をそれぞれが有するマイクロカプセルの実質的に２次元的な配置を備えた構成が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。
【０００４】
しかしながら、マイクロカプセルを利用した電気泳動ディスプレイは、マイクロカプセルの壁の化学的性質のために、環境の変化に対して敏感であり、湿度や温度の影響を受けやすいことから、一般使用に耐えうる安定性に欠けたものであった。
【０００５】
これを解決する技術として、マイクロカップと呼称する個室構造を利用したセルを２次元的に配してなる電気泳動ディスプレイが開発された（例えば、特許文献３を参照）。
図８は、従来の電気泳動ディスプレイの一例を示す断面図である。
図８に示すように、このマイクロカップと呼称する個室構造を利用したセル１１２（１１２ａ、１１２ｂ、・・・、１１２ｎ）は、２つの電極１１６、１１７（少なくとも一方の電極１１７は透明である）および２つの電極の間で閉じ込められた適切に規定されたセル１１２の層を有してなる。このセルは、適切に規定された形状および寸法を有し、着色された誘電性溶媒１１３とその中に分散した帯電色素粒子１１４で満たされている。２つの電極間に電圧差を加えると、帯電した粒子は一方の側へ移動し、色素の色または溶媒の色が、一方の電極１１７として機能する透明導体フィルムを介して見えるようになる（図８において、上方から一方の電極１１７に向けた矢印が、目視する方向を表す）。この構成においては、２つの導体の一方（すなわち、電極１１６、１１７のいずれか一方）をパターン形成することにより、このパターンに応じた情報（例えば、文字や数字、記号、模様、画像など）が目視可能となる。
【０００６】
引用文献３に開示されたマイクロカップを利用したセル１１２は、確かに耐環境性に優れており、実使用に好適な電気泳動ディスプレイである。しかしながら、発色の差分（色素の色と溶媒の色との差分）を利用して、文字や数字、画像など何らかの情報を表示させる（視認性を確保する）ためには、２つの導体の一方をパターン形成する構成が必須であった。このパターン形成は、固定された情報（静的情報）の表示しか許さず、また製造コストの増大も招くことから、その対応策の開発が期待されていた。
【特許文献１】米国特許第５，９６１，８０４号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９３０，０２６号明細書
【特許文献３】日本国特許第３６８０９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、優れた視認性を確保しつつ、固定された情報（静的情報）のみならず、変化する情報（動的情報）も表示可能であり、かつ、製造コストの低減も図ることができる、電気泳動ディスプレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明に係る電気泳動ディスプレイは、
中空構造をなすセルを複数、二次元的に配し、該セル内に誘電性溶媒または溶媒混合物中に分散した帯電色素粒子を充填してなる電気泳動ディスプレイであって、前記セルを全て挟み込むように覆い、各セルに対して一斉に電圧を印可する第一の電極と第二の電極とを備え、該電極の一方または両方を透明な部材とし、該部材に重なるように情報制御体を配置したことを特徴とする。
【０００９】
前記電気泳動ディスプレイにおいて、前記透明な部材からなる電極と別体をなし、透明な基材、及び少なくともその片面に配され特定のパターンをもつ遮蔽部、からなることを特徴とする。
【００１０】
また、前記電気泳動ディスプレイにおいて、前記情報制御体は、前記透明な部材からなる電極と一体をなし、該電極の外面に配され特定のパターンをもつ遮蔽部、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成からなる電気泳動ディスプレイは、誘電性溶媒または溶媒混合物中に分散した帯電色素粒子を充填してなるセルを複数、二次元的に配置し、これらのセルを全て挟み込むように覆う第一の電極と第二の電極を設けてあるので、両電極間に電圧を印可することにより、セル内の帯電色素粒子を一斉に一方の電極側に移動できる。つまり、この電圧の印可または解除により、全てのセルは、色素の色または溶媒の色の何れかに発色する。また、前記電極の一方または両方を透明な部材とし、該部材に重なるようにパターン化された情報制御体を配置したことにより、このパターンに応じて各種情報を外部に向かって表示できるので、優れた視認性が確保される。さらに、この情報制御体は電極に重ねて配置するだけでよいことから、情報制御体の形態（電極と別体とするか一体とするか）を工夫することにより、固定された情報（静的情報）のみならず、変化する情報（動的情報）も表示可能となる。また、この構成によれば、従来のような一方の電極をパターン形成する必要が無いので、同時に低コスト化も図ることができる。
【００１２】
したがって、本発明によれば、優れた視認性を確保しつつ、固定された情報（静的情報）のみならず、変化する情報（動的情報）も表示可能であり、かつ、製造コストの低減も図ることができる、電気泳動ディスプレイが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、実施の形態に基づいて本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明に係る電気泳動ディスプレイの一例を示す断面図であり、後述するように、情報制御体が透明な部材からなる第二電極と別体をなす例を表している。
図２は、図１の電気泳動ディスプレイにおける２種類の情報制御体の構成例を示す部分断面図であり、図２（ａ）は、情報制御体を構成する遮蔽部を外側に配した場合であり、図２（ｂ）は、情報制御体を構成する遮蔽部を内側に配した場合である。
図３は、図１の電気泳動ディスプレイにおける２種類の情報制御体の構成例を示す部分斜視図であり、図３（ａ）は、情報制御体を構成する遮蔽部が外側に配され、この遮蔽部が情報本体を構成する場合であり、図３（ｂ）は、情報制御体を構成する遮蔽部が外側に配され、この遮蔽部以外（以下、非遮蔽部と呼ぶ）が情報本体を構成する場合である。
【００１４】
図１に示すように、この電気泳動ディスプレイ１０は、２つの電極（すなわち、第一電極１６と第二電極１７）、および２つの電極の間で閉じ込められた適切に規定されたセル１２（１２ａ、１２ｂ、・・・１２ｎ）が複数、二次元的に配置され、一種の層を形成している。すなわち、各セルは、中空構造をなし（適切に規定された形状、寸法およびアスペクト比を有して）、平面的に配置された状態にある。その際、少なくとも後述する情報制御体１８を重ねる第二電極１７は導電性を備えた透明な部材とする。また、各セル１２（１２ａ、１２ｂ、・・・１２ｎ）は、その内部空間が、着色された誘電性溶媒１３の中に分散した帯電色素粒子１４で満たされている。第一電極１６と第二電極１７の間に電圧差を加えると、帯電した粒子１４は一方の電極側へ移動するので、色素の色または溶媒の色が、透明な部材からなる第二電極１７を介して見えるようになる（図１における矢印は、この様子を目視する方向を表す。）。このような中空構造をなすセル（マイクロカップとも呼ぶ）は、特定の形状、寸法およびアスペクト比を有するものが好ましく、例えば、上述した引用文献３に紹介された２つの製法、すなわち、エンボス加工による製法や画像露光による製法が適宜選択して用いられる。
【００１５】
なお、本明細書においても、引用文献３に記載されたように、以下の４つの技術的な用語は同様に定義されるものとする。
用語「マイクロカップ」は、マイクロエンボス加工または画像露光により、適当な樹脂からなる第一基材１１の一方の面に形成されるカップ状の窪み（または凹部）である。
用語「セル」は、本発明に関連して、シールされたマイクロカップから形成される単一のユニットを意味する。図１の場合、マイクロカップはシール層１５によりシールされ、中空構造をなしている。セル１２は、その中空構造内に、着色された誘電性溶媒（溶媒または溶媒混合物）１３の中で分散する帯電色素粒子１４が充填されている。
用語「適切に規定された」は、マイクロカップまたはセルについて記載する場合、マイクロカップまたはセルが、製造プロセスの特定のパラメータに基づいて予め決められる明確な形状、寸法およびアスペクト比を有することを意味する。
用語「アスペクト比」は、電気泳動ディスプレイの分野では一般的に知られた用語である。本明細書においては、マイクロカップの長さまたは幅に対する深さの比である。
【００１６】
これに加えて、本発明では、第二電極１７をなす透明な部材に重なるようにパターン化された情報制御体１８を、第二電極１７と別体として配置したことにより、このパターンに応じて各種情報（文字や数字、記号、模様、画像など）を外部に向かって表示することが可能となり、優れた視認性が確保される。特に、図１に示した構成例においては、情報制御体１８が第二電極１７と別体として配されているので、情報制御体１８は第二電極１７の上を自由に移動可能な状態にある。ゆえに、この構成によれば、静的情報のみならず、動的情報の表示も可能となる。なお、一方の電極（第二電極１７）のみならず、両方の電極（第一電極１６、第二電極１７）を透明な部材とし、これらの部材に重なるようにパターン化された情報制御体をそれぞれ配置した場合には、表裏で異なる情報を交互に表示可能とする形態が得られる。
【００１７】
図２に示すように、情報制御体を構成する遮蔽部は第二基材の外側または内側の何れに設けてもよい。また、図示はしないが、両側に設けても構わない。外側に配置する場合［図２（ａ）］には、情報制御体１８ａを構成する第二基材１９ａを第二電極１７に対して固定（例えば、図４に示すように、接着材（液体、固体の何れでもよい）で固定）した後、必要に応じて遮蔽層２０ａを形成できる利点がある。これに対して、内側（セル側）に配置する場合［図２（ｂ）］には、第二基材１９ｂが遮蔽層２０ｂを保護する役割を果たすことから、遮蔽層２０ｂが外力の影響（例えば、引っ掻き等）を受ける虞がなくなり、優れた耐久性も兼ね備えることができる。
【００１８】
なお、本発明に係る遮蔽部は、僅かでも遮蔽能力を備えていれば良い。すなわち、その遮蔽能力は０％より大きく１００％以下の範囲から適宜選択される（逆に、遮蔽部以外（非遮蔽部）は遮蔽能力が０％であることを指す。）。ゆえに、遮蔽部の厚みには特に制限はなく、例えば図２（ａ）には均一な厚さの遮蔽部を設けた例を示したが、遮蔽部が不均一な厚さをもつようにしても良く、局所的に薄くしたり、厚くする等の各種形態としても構わない。また、図２（ａ）には厚さ方向に単層の遮蔽部を設けた例を示したが、局所的に又は全域に亘って、２層以上を重ねて遮蔽部としても良い。その際、各層ごとに遮蔽部の材質や色、厚み等を変えても構わない。遮蔽部は、例えば、各種印刷法により適当なインク等を用いて好適には形成されるが、この他に遮蔽性を有する紙や布、金属等からなるシート状や薄板状の部材を採用しても構わない。
【００１９】
また、図３に示すように、表示する情報自体（以下、情報本体と呼ぶ）は、遮蔽部であっても、遮蔽部以外であっても構わない。図３（ａ）は、情報制御体１８ａを構成する遮蔽部以外（非遮蔽部）２０ａ’が情報本体を構成する場合であり、図中には遮蔽部以外（非遮蔽部）２０ａ’の開口部からなる情報本体が「○」という記号の例を表している。これに対して、図３（ｂ）は、情報制御体１８ｂを構成する遮蔽部２０ｂが情報本体を構成する場合であり、図中には遮蔽部２０ｂをなす情報本体が「＋」という記号の例を表している。このような反転させた形態をなす２種類の構成［図３（ａ）、図３（ｂ）］は、パターン形状や色素の色、溶媒の色、あるいは使用環境（屋内の照明光下、室外の太陽光下）により、適宜選択して用いられる。
【００２０】
上述したように、このようなパターン化された情報制御体１８は、例えば図２（ａ）に示すように、透明な第二基材１９ａ、及び少なくともその片面に配され特定のパターンをもつ遮蔽部２０ａから構成されるものが好適に用いられる。特に、外部からの機械的な損傷への耐久性（引っ掻き抵抗など）を保つためには、図２（ｂ）に示すように、遮蔽部２０ｂを透明な第二基材１９ｂの内側（セル側、すなわち第二電極１７側）に設ける構成が好ましい。また、パターンを両面に設けることにより、情報の多重表示（例えば、下地模様と文字や記号を重ねた表示）等が可能となる。図２では、１つの情報制御体１８を第二電極１７に重ねて設ける場合を例示したが、第二基材の上下両面にそれぞれ遮蔽部を設けて情報制御体１８としてもよい（不図示）。また、複数の情報制御体１８を重ねて設けても良い（不図示）。複数枚の情報制御体１５を重ねて設けた場合には、前述したパターンを第二基材の上下両面に設けた構成の作用・効果をさらに増幅できるので好ましい。
【００２１】
なお、図４に示すように、第二電極３７とこれに重ねて配する情報制御体３８との間に、使用環境に応じて、接着部材αを設けてもよい。例えば、窓や壁面などに設置する用途や、温湿度や風などの影響を受ける場所へ設置する用途などにおいては、この接着部材が有効に機能する。その際、接着部材の材質や接着能力には特に制限はない。
【００２２】
図５は、本発明に係る電気泳動ディスプレイの他の一例を示す断面図であり、後述するように、情報制御体が透明な部材からなる第二電極と一体をなす例を表す断面図である。
図６は、図５の電気泳動ディスプレイにおける２種類の情報制御体の構成例を示す部分斜視図であり、図６（ａ）は、遮蔽部が情報本体を構成する場合であり、図６（ｂ）は、遮蔽部以外（以下、非遮蔽部と呼ぶ）が情報本体を構成する場合である。
図５および図６に示した例では、情報制御体４８が透明な部材からなる第二電極４７と一体をなしている点が特長である。この構成によれば、情報制御体４８は、第二電極４７の上に直接、印字また描画されているので、その設置状況（角度や環境）に依存せず、両者間に接着部材を設ける必要はなく、製造コストの低減が図れる。この他に、第一基材４１が可とう性の材料から構成される場合には、その柔軟性を活かした製品を容易に製造できるという利点もある。
【００２３】
また、図６や図７に示すように、表示する情報自体（以下、情報本体と呼ぶ）は、遮蔽部であっても、遮蔽部以外であっても構わない。図７（ａ）は、情報制御体４８ａを構成する遮蔽部以外（非遮蔽部）５０ａ’が情報本体を構成する場合であり、図中には遮蔽部以外（非遮蔽部）５０ａ’の開口部からなる情報本体が「Ｌ」という文字の例を表している。これに対して、図７（ｂ）は、情報制御体４８ｂを構成する遮蔽部５０ｂが情報本体を構成する場合であり、図中には遮蔽部５０ｂをなす情報本体が「□」という記号の例を表している。このような反転させた形態をなす２種類の構成［図７（ａ）、図７（ｂ）］は、パターン形状や色素の色、溶媒の色、あるいは使用環境（屋内の照明光下、室外の太陽光下）により、適宜選択して用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、二次元的に配された複数のセル内に、それぞれ充填された色素の色と溶媒の色とを二値制御する現象を用いた電気泳動ディスプレイにおいて、情報制御体を付加した構成により、その情報表示能力を向上させ、識別力の高い表示媒体とすることができる。ゆえに、本発明は、外部から照射される光の強さに影響されることなく、極めて鮮明な情報表示を可能とする電気泳動ディスプレイの提供に貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る電気泳動ディスプレイの一例を示す断面図であり、情報制御体が第二電極と別体をなす例を表す。
【図２】図１の電気泳動ディスプレイにおける２種類の情報制御体の構成例を示す部分断面図である。
【図３】図１の電気泳動ディスプレイにおける２種類の情報制御体の構成例を示す部分斜視図である。
【図４】本発明に係る電気泳動ディスプレイの他の一例を示す断面図であり、情報制御体を構成する第二基材を第二電極に対して接着材を用いて固定した場合を示す。
【図５】本発明に係る電気泳動ディスプレイの他の一例を示す断面図であり、情報制御体が第二電極と一体をなす例を表す。
【図６】図５の電気泳動ディスプレイにおける２種類の情報制御体の構成例を示す部分斜視図である。
【図７】図５の電気泳動ディスプレイにおける２種類の情報制御体の構成例を示す部分斜視図である。
【図８】従来の電気泳動ディスプレイの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
α  接着材、
１０、３０、４０  電気泳動ディスプレイ、
１１、３１、４１  第一基材、
１２、３２、４２  セル（凹部、マイクロカップ）、
１３、３３、４３  誘電性溶媒、
１４、３４、４４  帯電色素粒子、
１５、３５、４５  シール層、
１６、３６、４６  第一電極、
１７、３７、４７  第二電極、
１８、３８、４８  情報制御体、
１９ａ、１９ｂ  第二基材、
２０ａ、２０ｂ、５０ａ、５０ｂ  遮蔽部、
２０ａ’、２０ｂ’、５０ａ’、５０ｂ’  非遮蔽部（空隙）。
【図１】
2007114302.tif 000003
【図２】
2007114302.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007114302.tif 000009
【図８】
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